ADI: Genauer Energiezähler-IC

Der IC ADE7880 von Analog Devices (ADI) für Energiezähler ermöglicht die Überwachung der Spannungsqualität durch Oberschwingungsanalyse bei Stromzählern.

„Die Belastung der Stromnetze mit Oberschwingungen nimmt zu, weil die an das Netz angeschlossenen Verbraucher und Energiequellen vermehrt mit Leistungselektronik bestückt sind, die Oberschwingungen erzeugt oder aufnimmt. Dies ist  ein wachsendes Problem für Energieversorgungsnetze, weil zu hohe Oberschwingungsströme das Überhitzen von Leistungstransformatoren und das ungewollte Ansprechen von Schutzrelais zur Folge haben können“, sagt Ronn Kliger, Direktor der Energy Group von ADI.

Der ADE7880 stattet Smart-Grid-Systeme mit der Möglichkeit aus, den Oberschwingungsgehalt präzise zu überwachen, damit im Bedarfsfall die Energieversorger und ihre Kunden Gegenmaßnahmen einleiten können.

Das für Mehrphasen-Zähler konzipierte Energiezähler-IC ADE7880 übernimmt die komplette Oberschwingungsanalyse mit Betrags‑ und Phaseninformation und bringt es in einem Dynamikbereich von 2.000:1 bis zur Oberschwingung 63. Ordnung auf eine Genauigkeit von besser als 1 Prozent. Der neue Baustein bedient sich als erster der Oberschwingungsanalysetechnik ARTM (Adaptive Real-Time Monitoring) von ADI. Sie macht die kundenspezifische Entwicklung digitaler Signalverarbeitungsverfahren überflüssig und entschärft die Anforderungen an den System-Mikrocontroller.

Die ARTM-Technik folgt automatisch den Änderungen der Grundschwingung und verhindert dadurch, dass Frequenzschwankungen die Messgenauigkeit beeinträchtigen. Für jede Oberschwingung berechnet der Baustein die Spannung und den Effektivstrom, den Leistungsfaktor sowie die Wirk‑, Blind‑ und Scheinleistung, den THD+N-Wert (harmonische Verzerrungen plus Rauschen) sowie die harmonischen Verzerrungen im Verhältnis zur Grundschwingung. Der Energiezähler-IC liefert die Wirk‑ und Blindenergiewerte mit einer Genauigkeit von besser als 0,2 Prozent über einen Dynamikbereich von 5.000:1. Über einen Dynamikbereich von 1.000:1 wird nur mit Verstärkungskalibrierung eine Genauigkeit von besser als 0,1 Prozent erzielt. Der Baustein enthält sieben Sigma-Delta-ADCs (A/D-Wandler), einen digitalen Integrierer, eine Spannungsreferenz und die gesamte Metrologie-Signalverarbeitung und eignet sich für Stromzähler der Genauigkeitsklasse 0,2.

Muster der neuen Energiezähler-ICs ADE7880, die pinkompatibel zu den für Drehstrom-Installationen ausgelegten Energiezähler-ICs der Reihe ADE78xx sind, stehen ab sofort zur Verfügung. Die Produktion in Stückzahlen nimmt analog Devices im November auf. Die ICs sitzen im LFCSP-40 und kosten bei einer Abnahmemenge von 1000 Stück 9,47 Dollar. Das zugehörige Evaluation Board EVAL-ADE7880EBZE ist ebenfalls ab sofort erhältlich und kostet 390,00 Dollar.